Il controllo delle acque reflue a Las Vegas aiuta la sanità pubblica contro virus e patogeni 

Il controllo delle acque reflue, anche detto "epidemiologia basata sulle acque reflue (WBE)", è un campo di ricerca in rapida crescita che si è recentemente dimostrato efficace nel tracciare la diffusione di SARS-CoV-2. In cosa consiste? Il processo analizza le acque di scarico di una popolazione per rilevare la presenza di determinati composti o agenti patogeni. Sebbene l'utilizzo di questa pratica sia esploso durante la pandemia, molti ne vedono un'utilità nel monitoraggio anche di altre malattie infettive, tra cui la poliomielite, l'influenza e il vaiolo delle scimmie.

Una delle più importanti applicazioni di questa tecnica la sta effettuando la University of Nevada-Las Vegas (UNLV). Lì Edwin Oh, Ph.D., sta conducendo uno studio sul controllo delle acque reflue per tenere sotto traccia le dinamiche patogene nella zona meridionale del Nevada, un'area con una popolazione di circa 2,4 milioni di persone.

“Ci occupiamo di controllo delle acque reflue sia su siti urbani che rurali, elaborando i campioni raccolti e valutando di conseguenza quale e quanto virus possa essere presente." Ha affermato Oh, professore associato presso il Nevada Institute of Customized Medicine (NIPM) per la UNLV School of Medicine. "Gestiamo anche l'attività di monitoraggio delle acque reflue per strutture specifiche, tra cui dormitori studenteschi, scuole elementari e rifugi, e perfino aeroporti e hotel".

Come molti altri laboratori in tutto il mondo, anche quello di Oh ha inizialmente avviato l'analisi WBE per indagare sui livelli circolanti di SARS-CoV-2, salvo poi ampliare il campo di applicazione includendo malattie come il vaiolo delle scimmie, influenza, RSV, gonorrea, clamidia, sifilide e HIV. Il loro lavoro ha illustrato il potenziale impatto positivo che il monitoraggio delle acque reflue potrebbe avere sulle capacità dei dipartimenti di sanità pubblica di allocare le risorse in modo appropriato. Con un'analisi WBE continua e puntuale, è possibile intercettare la presenza di un virus ben prima che venga rilevato dai test clinici. Il risparmio per la sanità locale in termini di tempo e capacità organizzativa, oltre che di denaro, è presto evidente. Nel caso del SARS-CoV-2 infatti, la WBE è stata spesso più precisa e affidabile dei normali test sui pazienti nel prevedere quale variante si sarebbe diffusa.

"Quello che stiamo osservando è che, quando analizziamo le acque reflue, siamo in grado di scovare la presenza di una variante settimane prima che questa si manifesti in un essere umano", ha affermato. "Questo preavviso ci dà modo di lavorare sulla possibilità che una variante emerga in quantità preoccupanti e, perfino, ci consente di capire dove si manifesterà."

I dati raccolti dall'analisi delle acque reflue aiutano di conseguenza le vaccinazioni, offrendo preziose informazioni su quale ceppo di virus sia presente e dovrebbe, di conseguenza, essere preso in esame da chi produce i vaccini.

"Quando abbiamo iniziato a sequenziare l'influenza, c'erano mutazioni specifiche nel genoma che suggerivano come questo ceppo sarebbe stato resistente ai vaccini già decisi l'anno prima", ha detto Oh. "Poiché queste mutazioni alla fine sono state osservate in più casi umani, il vaccino è stato aggiornato per questo nuovo ceppo".

L'analisi delle acque reflue, oltre il SARS-CoV2

I campioni raccolti dagli impianti di trattamento delle acque reflue forniscono una grande quantità di informazioni sulle patologie di una comunità, ma anche la produzione di un singolo edificio può rivelarsi altrettanto utile. A volte, i virus che non vengono rilevati nei campioni di un impianto di trattamento si trovano ancora a livello micro nelle acque reflue di strutture come ospedali e scuole. Il laboratorio di Oh se n'è accorto indagando su un focolaio di influenza nella primavera del 2022.

"Anche se non siamo stati in grado di identificare l'influenza negli impianti di trattamento delle acque reflue, ci siamo riusciti nelle scuole", ha affermato Oh. "Il monitoraggio delle acque reflue può davvero darci le informazioni di cui gli enti di sanità pubblica hanno bisogno per distribuire, di conseguenza, risorse in aree che sappiamo saranno colpite da alcuni di questi agenti patogeni".

Allo stesso modo, il laboratorio di Oh è stato in grado di informare la sanità pubblica quando, analizzando le acque reflue della città di Las Vegas, hanno rilevato la presenza del vaiolo delle scimmie. Ciò ha permesso alla città di distribuire messaggi, test e informazioni sulla vaccinazione.

Lavori importanti richiedono kit importanti

Ci sono circa 15 studenti universitari dell'UNLV che lavorano ogni giorno nel laboratorio di Oh, trascorrendo il loro tempo raccogliendo ed elaborando campioni di acque reflue, estraendo acido nucleico e convertendo l'RNA di questi campioni in cDNA ed eseguendo poi analisi qPCR per accertare la produzione virale di una comunità. Un lavoro di qui Oh è particolarmente soddisfatto.

"Avere uno studente coinvolto fin dall'inizio, dall'apertura di un tombino per il prelievo di un campione all'elaborazione dello stesso, penso sia un'esperienza che non molti laboratori offrano”, ha raccontato. "Per offrire quest'esperienza però, è necessario disporre di reagenti e protocolli semplici ed efficaci, da cui tutti siano in grado di ottenere risultati coerenti".

Nel considerare quali strumenti utilizzare nel suo laboratorio per questo progetto, Oh ha valutato diversi fattori. “Volendo che fosse lo studente ad adattarsi al laboratorio e non viceversa, avevamo bisogno di un kit universale, che fosse modellato sulle esigenze di tutto il laboratorio."

Per questo ha optato per il Wizard® Enviro TNA Kit di Promega. "Dopo aver opzionato una serie di kit diversi, ci hanno convinto l'impostazione e la resa del protocollo di questo kit Promega, perfetto per le tecnologie del nostro laboratorio."

Nel prossimo futuro, il laboratorio di Oh amplierà la sua capacità analitica oltre i patogeni includendo la valutazione di analiti farmaceutici e di droghe illecite, continuando a generare dati preziosi per la comunità. Con i continui progressi nell'analisi delle acque reflue, Oh vuole continuare a offrire agli enti pubblici le informazioni di cui hanno bisogno per fornire risposte preventive ed efficaci.

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